Дражный способ добычи полезных ископаемых это

ДРА́ЖНАЯ РАЗРАБО́ТКА (от англ. dred­ging), со­во­куп­ность тех­но­ло­ги­че­ски за­кон­чен­ных цик­лов от­кры­тых гор­но-обо­га­ти­тель­ных ра­бот, осу­ще­ст­в­ляе­мых при раз­ра­бот­ке об­вод­нён­ных ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых (пре­им. рос­сып­ных). Наи­бо­лее при­ем­ле­мы для Д. р. пой­мен­ные и при­бреж­но-мор­ские рос­сы­пи боль­шой про­тя­жён­но­сти.

Д. р. про­во­дит­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем спе­циа­ли­зир. пла­ву­чих гор­ных ма­шин не­пре­рыв­но­го дей­ст­вия – драг, в кон­ст­рук­ции ко­то­рых в еди­ный ком­плекс объ­е­ди­не­ны аг­ре­га­ты и ме­ха­низ­мы для до­бы­чи гор­ной мас­сы из-под во­ды, её обо­га­ще­ния (про­мыв­ки) и от­ва­ло­об­ра­зо­ва­ния. Дра­ги со­сто­ят из суд­на (пон­то­на), на ко­то­ром раз­ме­ще­ны до­быч­ное, ма­нев­ро­вое, про­мы­воч­но-обо­га­ти­тель­ное и транс­порт­но-от­валь­ное обо­ру­до­ва­ние, над­па­луб­ная над­строй­ка, гру­зо­подъ­ём­ные ме­ха­низ­мы и др. Дра­ги под­раз­де­ля­ют на кон­ти­нен­таль­ные (для раз­ра­бот­ки ма­те­ри­ко­вых рос­сы­пей), ко­то­рые, как пра­ви­ло, мон­ти­ру­ют­ся на плос­ко­дон­ном пон­то­не, и мор­ские (для раз­ра­бот­ки ме­сто­ро­ж­де­ний, за­ле­гаю­щих в ак­ва­то­рии глу­бо­ко­вод­ных озёр, мо­рей, океа­нов), мон­ти­руе­мые в осн. на ки­ле­вых су­дах. По прин­ци­пу дей­ст­вия до­быч­но­го ап­па­ра­та дра­ги бы­ва­ют: чер­паю­щие – од­но­чер­па­ко­вые (с ков­шом ти­па ме­ха­нич. ло­па­ты, с грей­фер­ным ков­шом, с ков­шом драг­лай­на) и мно­го­чер­па­ко­вые (с пре­ры­ви­стой чер­па­ко­вой це­пью, со сплош­ной чер­па­ко­вой це­пью); гид­ро- и пнев­мо­в­са­сы­ваю­щие – зем­ле­со­сные с ме­ха­нич. или гид­рав­лич. раз­рых­ли­те­ля­ми и без них, эжек­тор­ные, эр­лифт­ные и зем­ле­со­сные с по­груж­ны­ми на­со­са­ми.

Д. р. ме­сто­ро­ж­де­ний вклю­ча­ет пред­ва­рит. ра­бо­ты (об­вод­не­ние), ра­бо­ты по вскры­тию ме­сто­ро­ж­де­ния (вскры­тие), под­го­то­вит. ра­бо­ты (под­го­тов­ка) и до­быч­ные ра­бо­ты (до­бы­ча).

Об­вод­не­ние про­во­дят для под­держа­ния на раз­ра­ба­ты­вае­мом уча­ст­ке (драж­ном раз­ре­зе) не­об­хо­ди­мо­го уров­ня во­ды в слу­чае не­дос­та­точ­но­го во­до­обес­пе­че­ния раз­ре­за. Об­вод­не­ние осу­ще­ст­в­ля­ют за счёт ис­поль­зо­ва­ния по­верх­но­ст­ных сто­ков, а при их не­хват­ке – пу­тём ис­кусств. во­до­сбо­ра и при­ну­ди­тель­ной под­пит­ки раз­ре­за из соз­да­вае­мых для этих це­лей во­до­ёмов.

Вскры­тие обыч­но вклю­ча­ет про­ве­де­ние спец. от­кры­тых гор­ных вы­ра­бо­ток (кот­ло­ва­нов, ка­нав и др.) или строи­тель­ст­во осо­бых со­ору­же­ний (пло­тин, на­сы­пей и т. п.), обес­пе­чи­ваю­щих воз­мож­ность раз­ра­бот­ки за­ле­жи дра­гой. Наи­боль­шее при­ме­не­ние по­лу­чи­ли спо­со­бы вскры­тия кот­ло­ва­ном (при раз­ра­бот­ке ру­сло­вых ли­бо пой­мен­ных рос­сы­пей, ко­гда воз­мож­но их за­пол­не­ние без спец. ме­ро­прия­тий) и пло­ти­на­ми или пе­ре­мыч­ка­ми (в слу­ча­ях не­об­хо­ди­мо­сти подъ­ё­ма уров­ня во­ды).

Под­го­тов­ка ох­ва­ты­ва­ет ком­плекс ра­бот ме­ж­ду ста­дия­ми вскры­тия и до­бы­чи; вклю­ча­ет в се­бя очи­ст­ку по­верх­но­сти рос­сы­пи от де­ревь­ев, кус­тар­ни­ков и круп­ных ва­лу­нов, пре­до­хра­не­ние от се­зон­но­го про­мер­за­ния, от­таи­ва­ние мно­го­лет­не- и се­зон­но­мёрз­лых по­род (тор­фов) и др.

До­бы­ча пред­по­ла­га­ет очи­ст­ные и вспо­мо­га­тель­ные (бе­ре­го­вые) ра­бо­ты, про­мыв­ку (обо­га­ще­ние) про­дук­тив­ных по­род, транс­пор­ти­ров­ку и ук­лад­ку хво­стов в от­ва­лы. Вы­ем­ку по­род при Д. р. про­во­дят слое­вым спо­со­бом или с под­ра­бот­кой ус­ту­па (вы­ем­ка под­до­ром). При слое­вой вы­ем­ке за­бой от­ра­ба­ты­ва­ет­ся по­сле­до­ва­тель­но на пол­ную мощ­ность рос­сы­пи свер­ху вниз отд. слоя­ми, близ­ки­ми к го­ри­зон­таль­ным. При вы­ем­ке под­до­ром от­ра­бот­ка за­боя на­чи­на­ет­ся сни­зу или с про­ме­жу­точ­но­го го­ри­зон­та под­ра­бот­кой ус­ту­па (соз­да­ни­ем вру­ба), а за­тем из­вле­ка­ет­ся об­ру­шен­ная по­ро­да. По­след­ний спо­соб при­ме­ня­ет­ся на не­глу­бо­ких рос­сы­пях, сло­жен­ных рых­лы­ми по­ро­да­ми. Сис­те­мы Д. р. клас­си­фи­ци­ру­ют по двум осн. при­зна­кам – на­прав­ле­нию дви­же­ния дра­ги от­но­си­тель­но рос­сы­пи (по­пе­реч­ное, про­доль­ное) и ко­ли­че­ст­ву од­но­вре­мен­но раз­ра­ба­ты­вае­мых за­бо­ев. В за­ви­си­мо­сти от это­го раз­ли­ча­ют: сис­те­мы с оди­нар­ным за­бо­ем (с уз­ким раз­ре­зом) – оди­нар­но-про­доль­ную и оди­нар­но-по­пе­реч­ную; сис­те­мы со смен­ны­ми за­боя­ми (с ши­ро­ким раз­ре­зом) – смеж­но-про­доль­ную и смеж­но-по­пе­реч­ную; сис­те­мы с ос­тав­ле­ни­ем це­ли­ков – с це­ли­ка­ми про­доль­ную и с це­ли­ка­ми по­пе­реч­ную; ком­би­ни­ро­ван­ные сис­те­мы. Осо­бен­но­стью Д. р. яв­ля­ют­ся боль­шие объ­ё­мы от­ва­ло­об­ра­зо­ва­ния. Вы­со­та от­ва­лов обыч­но в 1,5–1,8 раза пре­вы­ша­ет мощ­ность раз­ра­ба­ты­вае­мой рос­сы­пи.

Эко­ло­гич. и при­ро­до­охран­ные ме­ро­прия­тия при про­из-ве ра­бот в осн. вклю­ча­ют изо­ля­цию во­до­ёма (рус­ла ре­ки, раз­ре­за и др.) от Д. р., соз­да­ние ча­стич­но­го или пол­но­го замк­ну­то­го во­до­обо­ро­та с уст­рой­ст­вом от­стой­ни­ков, а так­же про­ве­де­ние ра­бот по вос­ста­нов­ле­нию зе­мель­ных уго­дий, на­ру­шен­ных гор­ны­ми ра­бо­та­ми, ме­то­да­ми гор­но­тех­нич. и био­ло­гич. ре­куль­ти­ва­ции.

Дос­то­ин­ст­ва­ми Д. р. яв­ля­ют­ся: вы­со­кий уро­вень ме­ха­ни­за­ции и ав­то­ма­ти­за­ции тру­до­ём­ких про­из­водств. про­цес­сов; не­боль­шая чис­лен­ность об­слу­жи­ваю­ще­го пер­со­на­ла; низ­кая се­бе­стои­мость до­бы­чи по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го по срав­не­нию с др. воз­мож­ны­ми спо­со­ба­ми раз­ра­бот­ки. Не­дос­тат­ки: ог­ра­ни­чен­ность при­ме­не­ния, от­сут­ст­вие воз­мож­но­сти точ­но­го учё­та и кон­тро­ля экс­плуа­тац. по­терь про­дук­тив­ных по­род (пес­ков).

Историческая справка

Впер­вые дра­га про­стей­шей кон­ст­рук­ции с ры­чаж­но-ков­шо­вым чер­паю­щим уст­рой­ст­вом бы­ла при­ме­не­на в Но­вой Зе­лан­дии в 1863 на раз­ра­бот­ке зо­ло­то­нос­ной рос­сы­пи в до­ли­не р. Кла­за. Пер­вая дра­га на сталь­ном пон­то­не с па­ро­вым при­во­дом бы­ла скон­ст­руи­ро­ва­на там же Ч. Мак­куи­ном (1882). Пер­вая мно­го­чер­па­ко­вая дра­га с элек­тро­при­во­дом бы­ла вы­пу­ще­на амер. фир­мой «Bucyrus-Erie» (1895). Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние Д. р. по­лу­чи­ла в 1930–40-х гг.: в за­ру­беж­ных стра­нах в это вре­мя дей­ст­во­ва­ло ок. 400 драг (для срав­не­ния: к 2005 в экс­плуа­та­ции ос­та­лось ок. 95 драг).

В Рос­сии пер­вая мно­го­чер­па­ко­вая дра­га, пе­ре­обо­ру­до­ван­ная из ку­п­лен­ной в Ни­дер­лан­дах зем­ле­чер­пал­ки, бы­ла со­ору­же­на на си­бир­ском при­ис­ке «Ро­ж­де­ст­вен­ский» в до­ли­не р. Ку­да­ча (1893). С 1900 Не­вьян­ский, а с 1903 Пу­ти­лов­ский за­во­ды при­сту­пи­ли к про­из-ву отеч. драг. С 1931 дра­ги вы­пус­ка­ет Ир­кут­ский за­вод тя­жё­ло­го ма­ши­но­строе­ния (ИЗТМ), яв­ляю­щий­ся осн. по­став­щи­ком драг в РФ. В 1951–65 бы­ло из­го­тов­ле­но пять драг глу­бо­ко­го чер­па­ния с объё­мом ков­ша 380 л. К нач. 1990-х гг. драж­ный флот СССР вклю­чал ок. 250 драг разл. ти­па.

В 1990-е гг., в свя­зи с при­ва­ти­за­ци­ей пред­при­ятий зо­ло­то­пла­ти­но­вой и ал­маз­ной пром-сти, дра­го­строе­ние в Рос­сии бы­ло при­ос­та­нов­ле­но, а боль­шин­ст­во дей­ст­во­вав­ших драг за­кон­сер­ви­ро­ва­но ли­бо спи­са­но. К 2005 в РФ экс­плуа­ти­ро­ва­лось ок. 65 драг. С нач. 2000-х гг. ИЗТМ возоб­но­вил про­из-во кон­ст­рук­тив­но усо­вер­шен­ст­во­ван­ных круп­но­лит­раж­ных драг для раз­ра­бот­ки зо­ло­то­нос­ных, пла­ти­но­вых, ред­ко­ме­тал­льных и ал­маз­ных рос­сы­пей.



Подводная разработка россыпных месторождений делиться на четыре способа производства работ это: дражный, земснарядный, штанговыми агрегатами, подводными землеройными машинами. Они применяются для разработки континентальных россыпей и россыпей континентального шельфа.

Дражный способ хорошо используют для добычи подводных залежей месторождений полезных ископаемых. Главные производственные процессы по добыче и переработке горных пород под водой осуществляются драгой. Драга представляет собой совокупность машин и механизмов, сконструированная на плавучей базе или судне. Драги делятся на два вида континентальные и морские, первые служат для добычи россыпей на материках, а вторые — для разработки месторождений полезных ископаемых мирового океана.

Подготовительные работы для добычи месторождения обычно представляют собой формирование котлована, являющегося местом монтажа драги. После монтажа драги котлован заполняют водой, например, путем перегораживания долины реки плотиной. При заполнении котлована водой драга всплывает и начинает расширение выемки и углубление ее до коренных пород, называемых плотиком, на которых залегает россыпное месторождение полезных ископаемых.

Добычные работы заключаются в выемке полезного ископаемого горизонтальными слоями черпающим устройством драги, начиная от поверхности россыпи к плотику (рис. 1), иногда применяют выемку с подработкой толщи (рис. 1). Вслед за перемещением фронта очистного забоя перемещается фронт отвалов.

Рис. 1. Драга ОМ-431: 1 — понтон; 2 — черпаковая рама; 3 — черпаковая цепь; 4 — нижний черпаковый барабан; 5 — поддерживающий барабан; 6 — подвес черпаковой рамы; 7 — передняя мачта; 8 — главная ферма; 9 — задняя мачта; 10 — сваи; 11 — отвалообразователь; 12 — хвостовые колоды; 13 — береговой мостик; 14 — надстройка

Дражный способ очень хорошо применяют на, неглубоких месторождениях в Южной Якутии.

Земснарядный способ применяют для разработки горных пород, находящихся под водой. Способ основан на всасывании частиц мягких пород вместе с водой землесосом, за счет создаваемого в нем напора и перемещении пульпы по трубам к пунктам приемки: гидроотвалам, гидроскладам и обогатительным установкам.

Землесосы размещают на понтонах. Такие плавучие установки называют земснарядами (рис. 2). На одном земснаряде может быть один или несколько землесосов.

Рис. 2. Земснаряд IHCBeaver 1200 с фрезерным рыхлителем

Штанговый способ или скважинная гидродобыча хорошо подходит для разработки месторождений Южной Якутии

Скважинная гидродобыча (СГД) — метод подземной добычи твердых полезных ископаемых, основанный на приведении полезного ископаемого, на месте залегания в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи его в виде гидросмеси на поверхность.

Основными технологическими процессами при скважинной гидродобыче являются: вскрытие месторождения с помощью скважин, гидравлическое разрушение (размыв) напорной струей воды (в осушенном или затопленном очистном пространстве), дезинтеграция и перевод в забое разрушенной массы в гидросмесь, транспортирование (самотечное или напорное) гидросмеси от забоя до пульпоприемной скважины (выработки), подъем гидросмеси на поверхность, обогащение, складирование хвостов обогащения, осветление оборотной воды и водоснабжение, управление горным давлением

Рис. 3. 1 — разрабатываемый пласт; 2 — выданная скважина; 3 — обсадная труба; 4 — кондуктор; 5 — цементация; 6 — эрлифлитная труба; 7 — воздушная насадка; 8 — вихревой поток; 9 — мониторная скважина; 10 — монитор; 11 — кондуктор; 12 — привентор

Если породы трещиноватые, то их преждевременно заливают полиуретановым клеем.

Подводные машины. Такими установками могут быть прицепные или колесные скреперы, разрабатывающие подводную россыпь и доставляющие породу непосредственно на поверхность земли. Существуют также подводные экскаваторы и бульдозеры. Как самостоятельные добычные машины их можно использовать только на небольших глубинах вблизи берега. Но они могут работать с выносными земснарядами для того чтобы подавать уже разрыхленную породу к всасу грунтового насоса, что позволит существенно увеличить оббьем породы, добываемой с одной стоянки платформы.

Рис. 4. Добычные установки, применяемые при разработке глубоководных морских месторождений: а — скрепер-волокуша с придонным обогащением; б — самоходный добычной агрегат, связанный с судном на поверхности

Для транспортировки породы на обогатительную фабрику или отвал гидравлическим способом существуют различные схемы устройтсва пульпопровода. Он может быть плавающим — поддерживаться на плаву помощью специальных поплавков, проходить по дну или же находиться на определенной глубине в подвешенном состоянии.

В другом варианте транспортирование осуществляется самоходными или буксируемыми шаландами.

Преимущества инедостатки подводного способа разработки:

Главное преимущество дражной и земснарядной разработки заключается в высокой производительности, законченности цикла работ, поточности технологий и возможности централизации управления. Правда работу драги нельзя считать полностью поточной. Она прерывается во время зашагивания драги. Однако в период между зашагиваниями работа поточная. Все указанные преимущества обеспечивают высокий уровень производительности, небольшое количество обслуживающего персонала и, как следствие, невысокую себестоимость добычи полезного ископаемого. Но в этих преимуществах кроется и главный недостаток способа: громоздкость и большая стоимость оборудования, трудоемкость его перевозок и монтажа на месте. Поэтому для организации дражной разработки необходимы очень большие первоначальные затраты. Чтобы обеспечить погашение этих затрат, нужны месторождения, обеспечивающие достаточно продолжительную работу драги.

Литература:

1. С. В. Потемкин «Разработка россыпных месторождений».
2. Мучник B. C., Голланд Э. Б., Маркус М. Н. Подземная гидравлическая добыча угля. — М.: Недра, 1986.

Основные термины (генерируются автоматически): драга, дражный способ, порода, разработка месторождений, скважинная гидродобыча, черпаковая рама, Южная Якутия.

Похожие статьи